Automatización de síntesis de nanoestructuras de carbono por el método de espray pirolisis por ultrasonido.

Abstract

Se diseño, desarrollo e implemento un sistema automatizado de síntesis de nanoestructura de carbono usando uno de los métodos con gran potencial para el escalamiento industrial, el método de espray pirolisis por ultrasonido. Este se apoya de un fenómeno físico, estudiado por la sonoquímica, llamado cavitación acústica. Esta es responsable de pulverizar una sustancia liquida en tamaño de micras, siendo esto útil para la síntesis dado que requiere menos energía para descomponerse las moléculas. Para poder realizar el sistema de espray pirolisis por ultrasonido fue necesario diseñar, desarrollar e implementar el reactor ultrasónico. Se nombrará reactor ultrasónico al conjunto de componentes esenciales para generar la pulverización por medio de ultrasonido. Partiendo de la cámara de pulverizo, cristalería donde se llevó a cabo la cavitación, se creó la abrazadera y el soporte de la cámara de pulverizado. Estos fueron clave para mantener segura a la cristalería. La clave para generar la cavitación es el transductor ultrasónico por lo que se hacen diferentes pruebas que garanticen el correcto funcionamiento de este. Se llego a descubrir que puede generar la cavitación de manera indirecta y con uso de una membrana de politetrafluoroetileno aislamos al transductor del contenido de la cámara. Se diseña un posicionador que se coloca dentro de un recipiente para mantener al transductor ultrasónico centrado en la membrana. Ya una vez armado este subsistema se integran a los componentes del sistema de pirolisis, dejando el método de espray pirolisis por ultrasonido para síntesis manual de nanoestructura de carbono. Automatizar procesos químicos dentro de laboratorios es crucial para potencializar éxitos tempranos. Por ello el sistema pasa a automatizarse, creando un circuito impreso, se dejó las bases de su automatización con las que podrá controlar el tiempo de síntesis, la recirculación y el control de temperatura del horno. Se finalizo el proyecto con técnicas de caracterización, microscopia electrónica de barrido y difracción de rayos X, para la validación del correcto funcionamiento del sistema, así como corroborar síntesis de alótropos de carbono.